DE102005047211A1

DE102005047211A1 - Mammal or human eye movement detecting system, has detection device generating independent detection signal using radiation from spot pattern, and control device evaluating signal for determining data about movement of eyes

Info

Publication number: DE102005047211A1
Application number: DE102005047211A
Authority: DE
Inventors: Mark Dr. Bischoff
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2005-10-01
Filing date: 2005-10-01
Publication date: 2007-04-05

Abstract

The system has a laser source (3) for illuminating a spot pattern of three spots on retina of eyes (2), where the spots lie on a closed curve. A lens (4) detects a return controlled or reflected radiation from the spot pattern. A detection device (6) generates an independent detection signal using the radiation. A control device (C) evaluates the detection signal for determining the data about the movement of the eyes. An independent claim is also included for a method for detecting an eye movement.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Erfassen von Augenbewegungen mittels einer Spot-Detektion.The The invention relates to a device and a method for detecting eye movements by means of spot detection.

Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der US 5943115 bekannt, die zwei Spots auf der Augenhornhaut erfaßt. Die Lage der Spots kann mit Scaneinrichtungen verschoben werden. Die der Retina von Säugetieren und auch des Menschen inhärente Blutgefäßstruktur wird so detektiert, wodurch die Bewegung der Retina und damit des Auges erfaßt wird. Nachteilig bei diesen Aufbauten sind der relativ hohe apparative Aufwand, der u.a. zwei unabhängige Scaneinrichtungen benötigt. Auch erfordert eine schnelle Detektion hohe Ablenkgeschwindigkeiten, was die Regelanforderungen für die erforderliche phasenstabile Scannerregelung automatisch ansteigen läßt. Aufwendige Spiegelkonstruktionen sowie ein störendes Pfeifgeräusch, das von Patienten meist als sehr bedrohlich empfunden wird, sind weitere Nachteile dieses zwei Laserstrahlen ablenkenden Systems. Auch sind Ortsauflösung und Detektionsgeschwindigkeit bei diesem Konzept gegenläufig.Such a device is for example from the US 5943115 known, which detects two spots on the cornea. The location of the spots can be moved with scanning devices. The blood vessel structure inherent in the mammalian and human retina is thus detected, thereby detecting movement of the retina and thus the eye. A disadvantage of these structures are the relatively high expenditure on equipment, which requires, inter alia, two independent scanning devices. Also, fast detection requires high deflection speeds, which automatically increases the control requirements for the required phase stable scanner control. Elaborate mirror constructions as well as a disturbing whistling sound, which is usually perceived by patients as very threatening, are further disadvantages of this two laser beam deflecting system. Also, spatial resolution and detection speed in this concept are in opposite directions.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Erfassen von Augenbewegungen anzugeben, das die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere einen einfacheren Aufbau hat und eine höhere Detektionsgeschwindigkeit ohne Auflösungseinbuße erlaubt.Of the Invention is therefore the object of a device as well to provide a method for detecting eye movements, which has the disadvantages The prior art avoids, in particular a simpler Has structure and a higher one Detection speed without loss of resolution allowed.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung zum Erfassen von Augenbewegungen gelöst, die eine Beleuchtungseinrichtung, die ein Spotmuster aus mindestens drei Spots auf der Retina des Auges beleuchtet, wobei die Spots auf einer geschlossenen Kurve liegen, eine Detektionseinrichtung, die vom Spotmuster rückgestreute oder -reflektierte Strahlung detektiert, wobei aus der Strahlung jedes Spots ein eigenständiges Detektionssignal erzeugt wird, und eine Steuereinrichtung aufweist, die die Detektionssignale auswertet und daraus Daten über die Bewegung des Auges ermittelt.These Task is with a device for detecting eye movements solved, which is a lighting device that has a spot pattern of at least three spots illuminated on the retina of the eye, the spots lie on a closed curve, a detection device, the backscattered from the spot pattern or -reflected radiation detected, wherein from the radiation each spot an independent one Detection signal is generated, and has a control device, which evaluates the detection signals and from it data about the Motion of the eye detected.

Die Aufgabe wird weiter gelöst mit einem Verfahren zum Erfassen von Augenbewegungen, bei dem die Retina des Auges mit einem Spotmuster aus mindestens drei Spots beleuchtet wird, wobei die Spots auf einer geschlossenen Kurve liegen, vom Spotmuster rückgestreute oder -reflektierte Strahlung detektiert wird, wobei jeder Spot einzeln detektiert wird, und aus der detektierten Strahlung eine Aussage über die Augenbewegung getroffen wird.The Task will be solved further with a method for detecting eye movements, in which the Retina of the eye with a spot pattern of at least three spots illuminated, with the spots lying on a closed curve, backscattered from the spot pattern or reflected radiation is detected, each spot being separated is detected, and from the detected radiation, a statement about the Eye movement is hit.

Erfindungsgemäß erfolgt also gleichzeitig eine Abbildung mehrerer einzelner Spots, die in Form einer geschlossenen Kurve angeordnet sind, also ein Spotmuster bilden. Die einzelnen Spots können unmittelbar aneinander angrenzen oder sich sogar etwas überlappen, gegebenenfalls um bis zu 50% ihrer Fläche. Wesentlich für die Anordnung der Spots ist, daß sie ein Gebiet umgrenzen. Die Spots liegen zueinander so, daß zwischen zwei benachbarten Spots maximal eine Lücke verbleibt, die schmaler ist, als die Abmessung der zur Erfassung detektierenden Strukturelemente, z.B. Blutgefäße. In diesem Sinn ist die Anordnung auf der geschlossenen Kurve zu verstehen. Da die Spots durch ihre Größe die Ortsauflösung des Verfahrens beeinflussen, sind sie vorzugsweise auf die Beugungsgrenze reduziert. Die Anzahl der Spots im Spotmuster ist mindestens 3, kann jedoch bis zu einigen 100 betragen.According to the invention So at the same time a picture of several single spots, which in Form a closed curve are arranged, so a spot pattern form. The individual spots can adjoin one another directly or even overlap a bit, if necessary by up to 50% of its area. Essential for the arrangement the spots is that they to circumscribe an area. The spots are to each other so that between two adjacent spots a maximum gap remains, the narrower is, than the dimension of the structural elements detecting for detection, e.g. Blood vessels. In this Meaning is the arrangement on the closed curve to understand. Since the Spots by their size the spatial resolution of the Affect method, they are preferably on the diffraction limit reduced. The number of spots in the spot pattern is at least 3, but can be up to several hundred.

Die von den Spots im Spotmuster zurückgestreute bzw. zurückreflektierte Strahlung, die durch die spotförmige Beleuchtung erhalten wurde, wird parallel detektiert, beispielsweise weist die Detektoreinrichtung dazu entsprechende Photodetektoren auf, insbesondere kann jedem Spot genau ein Photodetektor zugeordnet sein. Das so erhaltene Detektionssignal wird parallel ausgewertet, wodurch z.B. die Lage des Strukturelementes auf der Retina überwacht wird. Ein Vergleich mit einer zuvor bestimmten Referenzgröße ist möglich und erleichtert die Information über eine inzwischen erfolgte Positionsänderung. Eine besonders gute Ortsauflösung erreicht man mit einer konfokalen Detektion. Es ist deshalb bevorzugt, daß die Detektionseinrichtung eine konfokale Detektionseinrichtung ist.The scattered back from the spots in the spot pattern or reflected back Radiation passing through the spot-shaped Lighting was obtained is detected in parallel, for example the detector device has corresponding photodetectors for this purpose, In particular, each spot can be assigned exactly one photodetector be. The detection signal thus obtained is evaluated in parallel, whereby e.g. monitors the location of the structural element on the retina becomes. A comparison with a previously determined reference size is possible and facilitates the information about a change of position that has since taken place. A particularly good one spatial resolution can be achieved with a confocal detection. It is therefore preferable that the Detection device is a confocal detection device.

Da die Spots des Spotmusters ein Gebiet auf der Retina umgrenzen, kann die Blutgefäßstruktur, beispielsweise eine innerhalb der umgrenzten Fläche liegende Blutgefäßverzweigung der Retina, zur Bewegungsanalyse herangezogen werden. Da bei der Auswertung der Detektionssignale die Kurve, auf der die Spots im Spotmuster angeordnet sind, bekannt ist, kann sogar auch ein unverzweigtes Blutgefäß die Ortserfassung ermöglichen.There the spots of the spot pattern can delimit an area on the retina the blood vessel structure, for example a lying within the bounded area Blood vessel branching the retina, are used for movement analysis. As in the evaluation the detection signals the curve on which the spots in the spot pattern are known, may even be unbranched Blood vessel the location survey enable.

Trackingsysteme arbeiten üblicherweise in zwei Betriebsmodi. In einem ersten Betriebsmodus wird zuerst eine Struktur gesucht (dies bezeichnet man üblicherweise als Einrasten), deren Bewegung dann im zweiten Modus überwacht werden soll. Tracking kann dann prinzipiell auf zwei Weisen erfolgen. Es ist möglich, beim Einrasten zuerst ein Abbild der für das Nachführen herangezogenen Struktur zu erzeugen und beim Nachführen das Nachführsignal dadurch bereitzustellen, daß ausgewertet wird, an welcher Stelle der bekannten Struktur man sich nun befindet. In einer rechentechnisch einfacheren Lösung wird dagegen durch eine als Ablenkeinrichtung wirkende Scaneinrichtung dafür gesorgt, daß die Optik des Trackingsystems ständig auf eine während des Einrastens identifizierte Struktur zeigt. Die Stellgröße der Scaneinrichtung ist dann auch maßgebend für das Nachführungssignal. Für diese Ausführungsform ist es bevorzugt, daß in der Vorrichtung eine Scaneinrichtung vorgesehen ist, die das Spotmuster ablenkt und über die Retina des Auges bewegt.Tracking systems usually operate in two modes of operation. In a first mode of operation, first a structure is searched for (this is usually called snapping), the movement of which is then to be monitored in the second mode. Tracking can then be done in principle in two ways. It is possible to first generate an image of the structure used for tracking during latching and to provide the tracking signal during tracking by evaluating at which point of the known structure one is now located. In a computationally simpler solution, however, is ensured by acting as a deflector scanning device that the Op The tracking system constantly points to a structure identified during engagement. The manipulated variable of the scanning device is then also decisive for the tracking signal. For this embodiment, it is preferred that a scanning device is provided in the device, which deflects the spot pattern and moves over the retina of the eye.

Ist das Trackingsystem eingerastet, wird die gefundene Struktur ständig auf Ortsveränderungen hin überprüft. Das dabei erhaltene Nachführungssignal ist das Trackingssignal, weshalb dieser Modus auch als Nachführungsmodus zu bezeichnen ist. Für ein schnelles Einrasten ist die Ortsauflösung weniger wichtig, als für die Genauigkeit der Nachführung. Um diese an und für sich gegenläufigen Anforderungen zu vereinbaren, ist in einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß das Spotmuster zwei Teilspotmuster aufweist, deren Spot jeweils entlang einer geschlossenen Kurve angeordnet sind, wobei die Kurve des einen Teils des Spotmusters die Kurve des anderen Teils des Spotmusters umgibt. Durch eine derartige Anordnung, die im Sinne der Erfindung als konzentrisch aufgefaßt werden kann, kann man die Ortsauflösung der Spots des äußeren Teilspotmusters größer wählen, als beim inneren Teilspotmuster. Das vom äußeren Teilspotmuster umschriebene Gebiet ist dann der Fangbereich während des Einrastens, wohingegen das innere Gebiet, das von der geschlossenen Kurve des inneren Teilspotmusters umgrenzt wird, dasjenige Gebiet ist, in dem mit hoher Auflösung der Nachführbetrieb ausgeführt werden kann.is the tracking system locked, the found structure is constantly on Location changes checked out. The thereby obtained tracking signal is the tracking signal, which is why this mode is also used as a tracking mode is to be designated. For a fast snap, the spatial resolution is less important, as for the accuracy the tracking. To this on and for opposing ones To agree requirements is provided in an embodiment of the invention, that this Spot pattern has two subspot patterns, the spot along each one are arranged closed curve, wherein the curve of the one part the spot pattern surrounds the curve of the other part of the spot pattern. By such an arrangement, in the context of the invention as concentric conceived can be, one can the spatial resolution of the spots of the outer Teilspotmusters choose larger than at the inner partial dot pattern. The circumscribed by the outer Teilspotmuster Area is then the capture area during engagement, whereas the inner area, that of the closed curve of the inner partial spot pattern is the area in which the high resolution of the Follow-up be executed can.

Die erfindungsgemäß erhaltene Information über die Augenbewegung wird vorzugsweise dazu verwendet, um die Position des Spotmusters der Augenbewegung nachzuführen. Das damit erhaltene Nachführungssignal ist vorzugsweise als Trackinggröße einen augenoptisches Gerät zugeführt und erlaubt eine Nachführung der augenoptischen Vorrichtung an Augenbewegungen.The obtained according to the invention information about The eye movement is preferably used to position track the spot pattern of eye movement. The tracking signal thus obtained is preferably a tracking size ophthalmic device supplied and allows a tracking the ophthalmic device to eye movements.

Erfindungsgemäß ist eine parallele Detektion von einer Vielzahl entlang einer geschlossenen Bahnkurve liegenden, also ein Gebiet umgrenzenden Spots vorgesehen, die in einem festen Spotmuster zueinander liegen. Die Erzeugung dieser Spots bei der Beleuchtung bzw. bei der Detektion ist besonders einfach, wenn eine entsprechende Lichtleitfaser- oder Wellenleiterstruktur verwendet wird, welche an einem Beleuchtungseingang zugeführte Beleuchtungsstrahlung in Wellenleiter-Einzelkanäle für das Spotmuster aufteilt. Vorzugsweise kann diese Struktur auch die vom Spotmuster rückgestreute oder -reflektierte Strahlung über die Einzelkanäle aufnehmen und zur Detektionseinrichtung abtrennen. Ein Beispiel für eine solche Struktur ist ein Faserelement, das die am Beleuchtungseingang zugeführte Beleuchtungsstrahlung in Einzelfasern auftrennt, die das Spotmuster beleuchtungsseitig bereitstellen. Entsprechende in die Faser eingebaute Koppelstellen, die beispielsweise auch dichroitisch ausgebildet werden können, trennen die über die Spotstruktur aufgenommene Detektionsstrahlung zu der Detektoreinrichtung ab.According to the invention is a parallel detection of a plurality along a closed trajectory lying, thus an area bordering spots provided in a fixed spot pattern to each other. The generation of this Lighting or detection spots are particularly easy if a corresponding optical fiber or waveguide structure is used, which at a lighting input supplied illumination radiation in waveguide single channels for the spot pattern divides. Preferably, this structure may also be that of the spot pattern backscattered or reflected radiation over the individual channels pick up and disconnect to the detection device. An example for one such structure is a fiber element that is at the lighting input supplied illumination radiation separated into individual fibers that the spot pattern lighting side provide. Corresponding coupling points built into the fiber, which can be formed, for example, dichroic, separate the above the spot structure recorded detection radiation to the detector device from.

Alternativ zu einer Faserstruktur kann auch eine Festkörperwellenleiterstruktur verwendet werden, wie sie beispielsweise in der Veröffentlichung Nolte S., Appl. Phys. A., 77, 109–111 (2003), beschrieben ist.alternative to a fiber structure, a solid waveguide structure may also be used as described, for example, in the publication Nolte S., Appl. Phys. A., 77, 109-111 (2003).

Die Detektionseinrichtung erfaßt jeden Spot, vorzugsweise konfokal. Für eine einfache Bauweise ist es dabei zweckmäßig, wenn jedem Spot ein eigener Photodetektor zugeordnet ist.The Detection device detected every spot, preferably confocal. For a simple design is it thereby expedient, if Each spot has its own photodetector.

Die Geometrie der Kurve, auf der die Spots angeordnet sind, kann prinzipiell frei gewählt werden, so lange es sich um eine geschlossene Kurve im oben erwähnten Sinn handelt. Besonders zweckmäßig und rechentechnisch einfach zu verarbeiten ist eine kreisförmige Anordnung der Spots, d.h. eine kreisförmige Kurve.The Geometry of the curve on which the spots are arranged, in principle freely selected as long as it is a closed curve in the sense mentioned above is. Especially functional and Computationally easy to process is a circular arrangement the spots, i. a circular one Curve.

Durch die parallele Detektion mehrerer Spots entkoppelt die Erfindung die Parameter Ortsauflösung und Detektionsgeschwindigkeit. Während bei einzelspotablenkenden Systemen das Verhältnis von Spotdurchmesser und Größe des Gebietes, das durch den bewegten Spot umschrieben wird, die Auflösung festlegt, ist dies beim erfindungsgemäßen Vorgehen nun keine Begrenzung mehr.By the parallel detection of several spots decouples the invention the parameters spatial resolution and detection speed. While at Einzelspotablenkenden systems the ratio of spot diameter and Size of the area, that is circumscribed by the moving spot that defines resolution, This is the procedure according to the invention no limit anymore.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielhalber noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:The Invention will now be described by way of example with reference to the drawings explained in more detail. In the drawing shows:

1 eine schematische Darstellung eines Trackingsystems, 1 a schematic representation of a tracking system,

2 eine alternative Bauweise für das Trackingsystem der 1, 2 an alternative construction for the tracking system of 1 .

3 ein Beispiel für ein Spotmuster, das im Trackingsystem der 1 oder 2 verwendet wird, 3 an example of a spot pattern used in the tracking system of the 1 or 2 is used,

4 ein Beispiel für einen in der Bauweise der 2 verwendeten Splitter, 4 an example of one in the construction of the 2 used splinters,

5 eine Alternative zum Spotmuster der 3. 5 an alternative to the spot pattern of 3 ,

1 zeigt schematisch ein Trackingsystem 1, das von einem Steuergerät C gesteuert ein Nachführungssignal erzeugt, welches die Bewegungen eines Auges 2 anzeigt. Das System 1 kann als eigenständiges System vorgesehen, oder auch in ein ophthalmologisches Meß- oder Behandlungssystem integriert werden. Dabei ist insbesondere möglich, daß einzelne oder mehrere Komponenten des Systems 1 auch anderweitig im integrierten System verwendet werden. Der einfacheren Beschreibung wegen ist hier im nachfolgenden jedoch von einem alleinstehenden System 1 die Rede, ohne daß dies beschränkend aufzufassen sei. 1 schematically shows a tracking system 1 controlled by a control unit C generates a tracking signal which ei the movements one eye 2 displays. The system 1 can be provided as an independent system, or integrated into an ophthalmic measuring or treatment system. It is particularly possible that single or multiple components of the system 1 also be used elsewhere in the integrated system. For the sake of simplicity, however, the following is a stand alone system 1 the speech, without this being restrictive.

Das System 1 überwacht Bewegungen des Auges 2. Es verfügt dazu über eine Laserquelle 3, die ein Ursprungsstrahlbündel U erzeugt, mit dem ein anhand 3 noch näher zu erläuterndes Spotmuster auf das Auge zur Beleuchtung projiziert wird. Die Darstellung der 1 zeigt schematisch zur Vereinfachung lediglich drei einzelne Strahlen.The system 1 monitors movements of the eye 2 , It has a laser source 3 , which produces a source beam U, with the basis of a 3 to be explained in more detail to the spot pattern on the eye to illuminate. The presentation of the 1 shows schematically for simplicity only three individual rays.

Das Ursprungsstrahlbündel U ist in der Ausführungsform der 1 hinsichtlich der Anzahl der Strahlen im Bündel identisch mit der Zahl an Spots, die auf das Auge 2 projiziert werden. Ein Strahlteiler 5 lenkt das Ursprungsstrahlbündel U um, so daß es als Beleuchtungsstrahlbündel B mittels einer hier nur schematisch dargestellten Optik 4 auf die Retina des Auges 2 fokussiert wird. Die durch diese Beleuchtung erzeugte rückgestreute oder rückreflektierte Strahlung wird als Detektionsstrahlung D am Strahlteiler 5 ausgekoppelt und auf eine Detektoreinrichtung 6 geleitet. Die Detektionseinrichtung 6 erzeugt für jeden Spot ein eigenständiges Detektionssignal. Sie detektiert die beleuchteten Spots parallel. Das Detektionsstrahlbündel besteht in einer Ausführungsform aus mehreren Einzelstrahlen, von denen jeder einem der beleuchteten Spots auf der Retina des Auges 2 zugeordnet sind. Für jeden Einzelstrahl des Detektionsstrahlenbündels D ist in der Detektoreinrichtung ein nur schematisch eingezeichneter Photodetektor P vorgesehen.The original beam U is in the embodiment of the 1 in terms of the number of rays in the bundle identical to the number of spots on the eye 2 be projected. A beam splitter 5 deflects the original beam bundle U, so that it as the illumination beam B by means of an optics shown here only schematically 4 on the retina of the eye 2 is focused. The backscattered or back-reflected radiation generated by this illumination is used as detection radiation D at the beam splitter 5 decoupled and to a detector device 6 directed. The detection device 6 generates an independent detection signal for each spot. It detects the illuminated spots in parallel. The detection beam, in one embodiment, consists of a plurality of individual beams, each of which illuminates one of the illuminated spots on the retina of the eye 2 assigned. For each individual beam of the detection beam D, a photodetector P, shown only schematically, is provided in the detector device.

In einer Variante arbeitet die Detektionseinrichtung konfokal. Die Anordnung aus Laserquelle 3, Optik 4 und Detektoreinrichtung 6 stellt in dieser Variante eine konfokale Beleuchtungs- und Detektionseinheit dar, die den im Stand der Technik bekannten konfokalen Prinzipien folgen.In one variant, the detection device operates confocally. The arrangement of laser source 3 , Optics 4 and detector means 6 In this variant, it represents a confocal illumination and detection unit that follows the confocal principles known in the art.

Das Beleuchtungsstrahlbündel B beleuchtet im Auge ein Spotmuster, das aus einer Vielzahl von Einzelspots besteht, wie sie schematisch und beispielshalber in 3 gezeigt sind. Das dort zu sehende Spotmuster 9 weist zwölf Einzelspots 10 auf, die entlang einer kreisförmigen Kurve 11 angeordnet sind und so um ein Gebiet 11 herum gruppiert sind. Der Durchmesser eines Spots 10 liegt beispielsweise in der Größenordnung von ein μm und das umgrenzte Gebiet 12 hat etwa den zehnfachen Durchmesser. Die Lücke zwischen benachbarten Spots ist kleiner als die Abmessung der z.B. für die Nachführung herangezogenen Blutgefäße. Diese Werte sind dem Fachmann aus der einschlägigen Literatur bekannt.The illumination beam B illuminates in the eye a spot pattern consisting of a plurality of individual spots, as shown schematically and by way of example in FIG 3 are shown. The spot pattern seen there 9 has twelve individual spots 10 on that along a circular curve 11 are arranged and so around an area 11 are grouped around. The diameter of a spot 10 is, for example, on the order of one micron and the bounded area 12 has about ten times the diameter. The gap between adjacent spots is smaller than the size of the blood vessels used for tracking, for example. These values are known to the person skilled in the art from the relevant literature.

Eine im umgrenzten Bereich befindliche Struktur der Retina des Auges 2, beispielsweise eine Verzweigung eines Blutgefäßes, kann nun mit Hilfe des Spotmusters 9, in dem Beleuchtung und Detektion erfolgt, daraufhin überwacht werden, ob die Verzweigung innerhalb des Gebietes 12 bleibt. Somit ist eine Tracking-Ortsauflösung in der Größenordnung der Größe des umschriebenen Gebietes 12 möglich, im Ausführungsbeispiel etwa 10 μm.A structure of the retina of the eye in the circumscribed area 2 , For example, a branch of a blood vessel, can now with the help of the spot pattern 9 , in which lighting and detection takes place, will be monitored to see if the branching within the area 12 remains. Thus, a tracking spatial resolution is on the order of the size of the circumscribed area 12 possible, in the exemplary embodiment about 10 microns.

2 zeigt eine alternative Ausführungsform des Systems 1, das sich nun dahingehend unterscheidet, daß die Laserquelle 3 nicht mehr ein mehrstrahliges Ursprungsstrahlbündel erzeugt, sondern lediglich einen einzigen Ursprungsstrahl U. Dieser wird in einem Splitter 7 in das mehrstrahlige Beleuchtungsstrahlbündel B umgewandelt, das dann wieder durch die Optik 4 auf die Retina des Auges 2 fokussiert wird. Zusätzlich umfaßt die Optik 10 eine als Scanner 8 ausgebildete Ablenkeinheit, die ein Nachführen des Spotmusters 9 auf der Retina dergestalt ermöglicht, daß eine innerhalb des umgrenzten Gebietes 12 gefundene Struktur trotz Augenbewegungen auch innerhalb des Gebietes 12 bleibt. 2 shows an alternative embodiment of the system 1 , which now differs in that the laser source 3 no longer generates a multi-beam source beam, but only a single source beam U. This is in a splitter 7 converted into the multi-beam illumination beam B, which then again through the optics 4 on the retina of the eye 2 is focused. In addition, the optics include 10 one as a scanner 8th trained deflection unit, which is a tracking of the spot pattern 9 on the retina in such a way allows one within the circumscribed area 12 found structure despite eye movements also within the area 12 remains.

Der Splitter 7 erleichtert die Bereitstellung des Beleuchtungsstrahlbündels, da eine Aufteilung eines üblicherweise aus einer Laserquelle abgegebenen Einzelstrahls in das Ursprungsstahlbündel U nicht mehr erforderlich ist. Dies bewerkstelligt nun der Splitter 7, der beispielsweise als entsprechende Fasereinheit ausgebildet ist, die das Spotmuster 9 bewirkende Fasern an einem gemeinsamen Eingangspunkt, an dem der Ursprungsstrahl U zugeführt wird, zusammenfaßt. Zur Erzeugung des Spotmusters 9 weist die Optik 4 bei einem Faserbündel aufweisenden Splitter 7 dann zweckmäßigerweise noch eine entsprechende Mikrooptik auf, deren Linsen zum Spotmuster 9 passend angeordnet sind.The splinter 7 facilitates the provision of the illumination beam, since a division of a given usually from a laser source single beam into the original steel beam U is no longer required. This accomplishes now the fragment 7 For example, which is formed as a corresponding fiber unit, the spot pattern 9 causing fibers at a common entry point at which the original beam U is fed summarizes. To create the spot pattern 9 has the optics 4 at a fiber bundle splitter 7 then expediently still a corresponding micro-optics on, the lenses of the spot pattern 9 are arranged appropriately.

Eine alternative Ausführungsform für den Splitter 7 zeigt die 4. Hier ist der Splitter 7 als Wellenleiterstruktur 13 realisiert, die in einem Festkörper gebildet ist. Von einer Einkoppelstelle 14, an welcher der Ursprungsstrahl U, stammend aus der Laserquelle 3, zugeführt wird, wird die Strahlung in Einzelkanäle L aufgeteilt, wobei jedem späteren Spot 10 im Spotmuster 9 ein Einzelkanal L zugeordnet ist. Am Ausgang der Wellenleiterstruktur 13 endet jeder Einzelkanal L in einer Auskoppelstelle 15. Diese beleuchtungsseitig, also in Beleuchtungsrichtung zum Auge 2 hin gelegenen Auskoppelstellen 15 sind bereits in einem Muster 16 angeordnet, das dem Spotmuster 9 entspricht. Das heißt, auch die Auskoppelstellen 15 sind entlang der Kurve 11 angeordnet.An alternative embodiment for the splitter 7 show the 4 , Here is the splinter 7 as waveguide structure 13 realized, which is formed in a solid. From a coupling point 14 at which the source beam U, originating from the laser source 3 , is fed, the radiation is divided into individual channels L, with each later spot 10 in spot pattern 9 a single channel L is assigned. At the output of the waveguide structure 13 Each individual channel L ends in a decoupling point 15 , This lighting side, so in the direction of illumination to the eye 2 outgoing decoupling points 15 are already in a pattern 16 arranged the spot pattern 9 equivalent. That means, also the decoupling points 15 are along the curve 11 arranged.

Von den Auskoppelstellen 15 geht das Beleuchtungsstrahlbündel B aus, das von der Optik 4 auf die Retina des Auges 2 fokussiert wird. Im Spotmuster aufgenommene Strahlung durchläuft die Wellenleiterstruktur 13 entgegen der Beleuchtungsrichtung, wird also zuerst an den Auskoppelstellen 15 wieder aufgenommen, so daß die Strahlung für jeden Spot 10 in einem Einzelkanal L geführt wird. Eine Koppelstelle 17 koppelt die detektierte Strahlung aus dem Einzelkanal L aus und leitet sie zu einer Auskoppelstelle 18.From the decoupling points 15 does the Be beam of light B from that of the optics 4 on the retina of the eye 2 is focused. Radiation received in the spot pattern passes through the waveguide structure 13 contrary to the illumination direction, so is first at the decoupling points 15 resumed so that the radiation for each spot 10 in a single channel L is performed. A coupling point 17 couples the detected radiation from the single channel L and directs it to a decoupling point 18 ,

Die Auskoppelstellen 18 geben folglich das Detektionsstrahlbündel D ab, das von der Detektoreinrichtung 6 aufgenommen wird. Die Wellenleiterstruktur erlaubt es, die geometrische Anordnung der Auskoppelstellen 18 technisch günstig dahingehend zu wählen, daß die Anordnung der Auskoppelstellen 18 auf die Anordnung von Photodetektoren P oder anderen Detektorelementen in der Detektoreinrichtung 6 angepaßt ist.The decoupling points 18 Consequently, the detection beam D emitted by the detector device 6 is recorded. The waveguide structure allows the geometric arrangement of the decoupling points 18 to choose technically favorable to the effect that the arrangement of the decoupling points 18 to the arrangement of photodetectors P or other detector elements in the detector device 6 is adapted.

Ein weiterer Unterschied der Ausführungsform gemäß 2 zur Ausführungsform, wie sie in 1 gezeigt ist, liegt darin, daß in der Optik 4 ein Scanner 8 vorgesehen ist. Dieser Scanner 8 dient zur bereits geschilderten Nachführung. Der Scanner 8 kann natürlich auch in der Ausführungsform der 1 verwendet werden, da seine Ausführung nicht mit der Verwendung eines Splitters 7 zwingend zusammenhängt.Another difference of the embodiment according to 2 to the embodiment, as in 1 is shown is that in optics 4 a scanner 8th is provided. This scanner 8th serves for the already described tracking. The scanner 8th Of course, in the embodiment of the 1 can be used because its execution does not involve the use of a splitter 7 is necessarily related.

5 zeigt schließlich noch eine alternative Ausführungsform für das Spotmuster 9. Zum einen ist hier verdeutlicht, daß die Kurve 11 nicht automatisch kreisförmig sein muß; sie ist im Beispiel der 5 als quadratisches oder nahezu quadratisches Rechteck ausgeführt. Dies belegt, daß jede, ein Gebiet 12 umgrenzende Anordnung des Spots 10 im Spotmuster 9 verwendet werden kann. Als weitere Besonderheit ist das Spotmuster 9 durch zwei Teilspotmuster gebildet. Die Kurve 11 mit acht Spots 10 umgibt eine Kurve 20 mit sehr viel kleineren Spots 19. Die Kurve 20 umgrenzt ein Gebiet 21, das ein Teil des Gebietes 12 ist. Das Gebiet 12, das von Spots 10 umgrenzt ist, erlaubt ein Einfangen einer nachzuführenden Struktur der Retina mit geringerer Auflösung. Dazu können die Spots 10 auch größer aufgeweitet sein, als die Spots 19; dies ist aber nicht zwingend. Das im Gebiet 12 liegende kleinere Gebiet 21, das von den Spots 19 umgrenzt wird, dient der Nachführung nach dem Einrasten. Die Auflösung ist erhöht, da das Gebiet 21 kleiner ist als das Gebiet 12. 5 Finally, there is shown an alternative embodiment for the spot pattern 9 , For one thing, it is clear here that the curve 11 does not have to be circular automatically; she is in the example of 5 designed as a square or nearly square rectangle. This proves that each, one area 12 surrounding arrangement of the spot 10 in spot pattern 9 can be used. Another special feature is the spot pattern 9 formed by two partial dot patterns. The curve 11 with eight spots 10 surrounds a curve 20 with much smaller spots 19 , The curve 20 delimits an area 21 that is part of the area 12 is. The area 12 by spots 10 bounded, allows capture of a trailing structure of the retina with lower resolution. These can be the spots 10 also be widened larger than the spots 19 ; but this is not mandatory. That in the area 12 lying smaller area 21 that from the spots 19 is bounded, the tracking is used after snapping. The resolution is increased since the area 21 smaller than the area 12 ,

Claims

Device for detecting eye movements, comprising: a lighting device ( 3 ), which is a spot pattern ( 9 ) from at least three spots on the retina of the eye ( 2 ), the spots ( 10 ) on a closed curve ( 11 ), - a detection device ( 4 ) from the spot pattern ( 9 ) backscattered or reflected radiation, and from the radiation of each spot ( 10 ) generates a separate detection signal, and - a control device (C), which evaluates the detection signals and from it data about the movement of the eye ( 2 ).

Apparatus according to claim 1, wherein the detection device is a confocal detection device ( 4 ) is designed, which each spot ( 10 ) confocal images.

Device according to Claim 1 or 2, which comprises an optical fiber or waveguide structure ( 13 ), which at a lighting input ( 14 ) supplied illumination radiation in waveguide single channels (L) for the spot pattern ( 9 ) and preferably also those of the spot pattern ( 9 ) backscattered or reflected radiation over the individual channels ( 11 ) and to the detection device ( 4 ) separates.

Device according to one of the above claims, wherein the detection device ( 4 ) one spot each ( 10 ) has associated photodetectors (P).

Device according to one of the above claims, with a scanning device ( 8th ), the spot pattern ( 9 ) and via the retina of the eye ( 2 ) emotional.

Method for detecting eye movements, in which - the retina of the eye ( 2 ) with a spot pattern ( 9 ) is illuminated from at least three spots, the spots ( 10 ) on a closed curve ( 11 ), - of the spot pattern ( 9 ) backscattered or reflected radiation is detected, each spot ( 10 ) is detected individually, and - from the detected radiation, a statement about the eye movement is made.

The method of claim 6, wherein a confocal image the spots takes place.

Method according to claim 6 or 7, wherein the spot pattern ( 9 ) via the retina of the eye ( 2 ) is moved.

Method or device according to one of the above claims, wherein the spots ( 10 ) on a circular curve ( 11 ) are arranged.

Method or device according to one of the above claims, wherein the spots ( 10 ) in the spot pattern ( 9 ) directly adjacent or in part overlap.

Method or device according to one of the above claims, wherein the spot pattern ( 9 ) has two subspot patterns whose spots ( 10 . 19 ) each along a closed curve ( 11 . 20 ) are arranged, wherein the curve ( 11 ) of a partial spot pattern the curve ( 20 ) of the other subspot pattern surrounds.